利用 122keV $\gamma$ 射线测量非晶硒的电离响应

我们在高达 50 V/$\mu$m 的漂移电场下，测量了 200 $\mu$m 厚非晶硒层的电离响应。非晶硒靶暴露于 $^{57}$Co 放射源的电离辐射下，并以高分辨率记录了电离脉冲。利用 122 keV $\gamma$ 射线光子吸收的光谱线，我们测量了非晶硒中的电荷产额以及线宽作为漂移电场的函数。通过对非晶硒中电荷产生和复合的详细微观物理模拟，我们得出结论：复合对电离径迹密度的强依赖性为非晶硒的能量分辨率提供了主要贡献。这些结果为评估拟议的下一代 $^{82}$Se 无中微子 $\beta\beta$ 衰变探索的灵敏度提供了有价值的输入，该探索旨在采用具有非晶硒有源层的成像传感器。我们估计，对于 50 V/$\mu$m 的漂移电场，来自无中微子 $\beta\beta$ 衰变事件（沉积能量为 3 MeV）的积分电离信号的均方根线宽为 2.0%。通过根据沿成像电子径迹的电离密度对电荷产额进行校正，能量分辨率可提高至 1%。